Melaksanakan kegiatan dalam bidang penelitian “Analisis daktilitas baja karbon rendah setelah Austempering Heat Treatment.” Hal tersebut dijelaskan oleh Kepala Lembaga Penelitian dan Pengabdian kepada Masyarakat (LPPM) Universitas Bandar Lampung. Pada penelitian ini material yang digunakan untuk mereduksi heat treatment adalah baja karbon rendah dengan media quenching larutan air garam.
Hasil penelitian menunjukkan bahwa jika baja karbon rendah dilakukan proses austempering maka nilai kekerasannya menurun yaitu dari 144 menjadi 116 pada temperatur 400°C, sehingga semakin tinggi temperatur austempering maka nilai kekerasannya akan semakin rendah. Puji dan Syukur Alhamdulillah panjatkan kehadirat Allah SWT yang telah melimpahkan rahmat, hidayah dan puji syukur kepada-Nya sehingga penelitian yang bertajuk “Analisis Daktilitas Baja Karbon Rendah Setelah Austempering Heat Treatment” ini dapat terselesaikan.
PENDAHULUAN
Latar Belakang
Oleh karena itu, perlu adanya terobosan untuk mencari alternatif lain untuk mengubah nilai elastisitas/daktilitas baja yang ada, khususnya baja karbon rendah. Untuk mengubah nilai keuletan baja karbon rendah diperlukan beberapa proses pengerjaan logam, salah satunya adalah proses pemanasan baja hingga suhu austenit kemudian dilakukan quenching dalam penangas air garam panas diatas suhu martensit atau lebih tepatnya pada suhu bainit. suhu. suhu yaitu ± 250 hingga 550°C dan ditahan dalam waktu lama. Berdasarkan uraian latar belakang di atas, maka penulis akan menerjemahkan ide tersebut menjadi sebuah artikel yang berjudul “STUDI EKSPERIMENTAL DUKTENSI BAJA KARBON RENDAH SETELAH PERLAKUAN PANAS AUSTEMPERING” sehingga dapat dimanfaatkan untuk membuat perkakas yang memerlukan keuletan yang tinggi.
Tujuan Penelitian
Sehingga pada saat pembuatan perkakas yang membutuhkan baja dengan keuletan tinggi, bahannya mudah didapat.
Manfaat Penelitian
BAB II
Perlakuan Panas (Heat Treatment)
Struktur mikro yang dihasilkan oleh transformasi bergantung pada parameter proses perlakuan panas yang digunakan dan jenis proses perlakuan panas. Perubahan struktur mikro melalui transformasi dekomposisi austenit menjadi struktur mikro lain dimaksudkan untuk mencapai sifat mekanik dan fisik yang diperlukan untuk suatu proses pengerjaan logam. Jika pendinginan dilakukan dengan cepat, perubahan fasa berdasarkan mekanisme perpindahan menghasilkan struktur mikro dengan sifat mekanik yang keras dan rapuh.
Perubahan struktur mikro selama proses pendinginan dapat merupakan kombinasi mekanisme difusi dan mekanisme geser. Proses ini berbeda dengan annealing karena tidak serta merta mendapatkan baja ringan dengan proses ini, bisa juga dikeraskan, tergantung kandungan karbonnya. Proses ini digunakan untuk alat kerja yang tidak mempunyai beban tinggi, seperti alat potong, bor kaca, dan lain-lain.
Proses ini digunakan pada peralatan yang mengalami beban berat, seperti palu, pahat, dan pegas. Austempering adalah perlakuan panas isotermal yang menghasilkan struktur bainit dari austenit untuk beberapa baja karbon umum. Jika baja eutektoid dalam fasa austenit didinginkan dengan cepat hingga suhu antara 250-550 °C dan ditahan pada interval suhu tersebut (isotermal), akan terbentuk struktur mikro yang disebut bainit, sesuai dengan nama penemunya, Dr.
Bainit merupakan struktur mikro hasil reaksi eutektoid non-lamelar, sedangkan perlit merupakan hasil reaksi eutektoid pipih.
Diagram Fasa
Pada baja dengan kandungan karbon rendah sampai titik eutektoid, struktur mikro yang dihasilkan merupakan campuran ferit dan perlit. Pada baja dengan kandungan titik eutektoid hingga 6,67%, struktur mikro yang dihasilkan merupakan campuran perlit dan sementit. Pada pendinginan dari suhu leleh baja karbon rendah akan terbentuk struktur mikro delta feritik dan kemudian menjadi struktur mikro austenitik.
Dalam keluli dengan kandungan karbon yang lebih tinggi, suhu lebur berkurangan dengan peningkatan kandungan karbon, peralihan bentuk langsung daripada lebur ke Austenit.
Baja Karbon
Baja karbon rendah dengan kandungan karbon kurang dari 0,25% Baja karbon rendah adalah baja dengan kandungan karbon kurang dari 0,25. Baja ini mempunyai keuletan yang baik, namun kekerasannya kurang baik dan tidak dapat diberi perlakuan panas karena jumlah karbonnya sedikit sehingga menyebabkan terbentuknya martensit pada proses perlakuan panas. Baja ini biasa digunakan untuk membuat material karena baja karbon rendah memiliki kelenturan yang baik, kemampuan mesin yang tinggi, dan kemampuan bentuk yang tinggi karena keuletannya.
Sifat mekanik baja ini dapat ditingkatkan dengan perlakuan panas austenitisasi, quenching dan tempering, biasanya baja ini sering digunakan pada kondisi quenching, sehingga struktur mikronya bersifat martensit. Baja ini mempunyai kekuatan yang baik serta nilai keuletan dan kekerasan yang baik.Baja karbon sedang biasa digunakan sebagai bahan baku perkakas, komponen mesin seperti poros putaran tinggi, roda gigi, batang penghubung piston poros engkol, pegas dan lain-lain. Baja karbon ini mempunyai kekerasan yang tinggi namun keuletannya rendah, biasanya digunakan untuk keperluan yang memerlukan ketahanan terhadap tekukan, beban gesek dan temperatur tinggi, seperti bantalan, bor, palu, pahat, gergaji, blok silinder, ring piston dan lain sebagainya. .
Pengujian Logam
Pengujian non-destruktif (NDT), yaitu suatu proses pengujian logam yang tidak boleh menimbulkan kerusakan pada logam atau benda yang diuji. Metalografi, yaitu proses pemeriksaan logam untuk mengetahui komposisi kimianya, unsur-unsur yang dikandungnya, dan bentuk strukturnya.
Uji Kekerasan (Hardness Test)
Dasar-Dasar Pengujian Kekerasan
- Metode pengujian Rockwell
- Metode Pengujian Brinell
- Metode Pengujian Vickers
Pengujian kekerasan dengan cara pengepresan banyak digunakan dalam industri permesinan karena prosesnya yang sangat sederhana dan cepat dalam memperoleh angka kekerasan logam dibandingkan dengan metode pengujian lainnya. Pengujian kekerasan dengan cara pengepresan ada tiga macam yaitu pengujian kekerasan dengan metode Rockwell, Brinell dan Vickers. Ketiga metode ini mempunyai kelebihan dan kekurangan masing-masing, serta perbedaan dalam menentukan angka kekerasannya.
Metode Brinell dan Vickers mempunyai prinsip dasar yang sama dalam menentukan angka kekerasan, yaitu fokus pada perhitungan kekuatan material untuk setiap luas penampang yang menerima beban. Sedangkan metode Rockwell berfokus pada pengukuran kedalaman cetakan atau lekukan yang membentuk lekukan pada benda uji. Metode pengujian Brinell dilakukan dengan cara menekan bola baja dari baja kromium yang telah mengeras dengan diameter tertentu ke permukaan logam yang diuji dengan gaya tekan statis tanpa robek.
Metode Vickers didasarkan pada penerapan gaya tekan tertentu melalui indentor berbentuk piramida berlian terbalik dengan sudut puncak 136° pada permukaan logam yang akan diuji kekerasannya, sehingga permukaan logam tersebut akan diuji kekerasannya. diuji harus rata dan bersih. Tes Vikers dapat dilakukan tidak hanya pada benda lunak, tetapi juga pada benda keras. Gaya yang relatif kecil dapat diukur pada benda kerja yang tipis atau lapisan permukaan yang tipis.
Pengujian Kekerasan Vikers
-Hal-hal yang menghambat kelebihan penggunaan metode Vickers adalah uji kekerasan Vickers tidak dapat digunakan untuk pengujian rutin karena pengujiannya lambat, memerlukan persiapan permukaan sampel yang cermat, dan besarnya pengaruh human error dalam menentukan kekerasan. panjang diagonalnya. Namun penyimpangan yang dijelaskan untuk uji Brinell juga sering ditemukan pada tumbukan piramida pada Gambar 2.8a.Lengkung bantalan jarum pada Gambar 2.8b merupakan hasil pengendapan logam di sekitar permukaan datar piramida. Hal ini terjadi pada logam yang melunak dan menghasilkan pengukuran panjang diagonal yang terlalu besar.
Dimensi diagonal akan menghasilkan bidang kontak yang kecil pada kondisi seperti itu sehingga menimbulkan kesalahan besar pada angka kekerasan. Terdapat koreksi empiris untuk mengatasi dampak di atas.
Pengujian Kekerasan Mikro Vikers
Pengamatan Struktur Mikro
Jadi, karena mikroskop logam mempunyai dua sumber cahaya (dari bawah dan dari atas), maka dapat juga digunakan dalam bidang biologi/kedokteran dan bukan sebaliknya. Karena cahaya pada sampel diberikan dari samping, kemudian dibelokkan ke sumbu utama mikroskop melalui setengah cermin, sehingga cahaya dari lampu dapat diarahkan ke permukaan sampel dari atas, karena lensa okulernya adalah pada atas. Perbesaran mikroskop optik terbatas, perbesaran lensa objektif yang umum tersedia adalah 5x, 10x, 20x, 40x, 100x dan lensa okuler 10x, 15x, dst. lensa kali lensa okuler, dikalikan dengan faktor kamera (yang ditentukan oleh produsen mikroskop, misalnya 0,5).
Dulu, kamera pada mikroskop selain direkam dalam film (kebanyakan berwarna hitam untuk fotografi), juga dilengkapi dengan film Polaroid, sehingga hasilnya bisa langsung didapat. Saat ini kamera digital telah dilengkapi dengan perangkat lunak untuk analisis struktur mikro, sehingga pengamat dapat terbantu untuk mendapatkan hasil dengan segera tanpa harus menganalisis foto struktur mikro secara manual dalam waktu yang lama. Analisis struktur mikro kemudian mengacu pada aturan dalam buku pegangan, yang sepenuhnya menyampaikan berbagai metode analisis beserta etsa yang digunakan.
Buku Pegangan Logam, Metalografi, Struktur dan Diagram Ohase, ASM Volume 8 dapat digunakan untuk analisis struktur mikro. Prinsip analisis struktur mikro adalah pengetahuan tentang dokumen mikrostruktur beserta sifat-sifatnya dan proses yang dilakukan suatu bahan untuk dibandingkan dengan hasil pengamatan atau rekaman foto struktur mikro, kemudian membandingkan persamaan/perbedaan yang ada dan menarik kesimpulan tentang benda tersebut untuk memperkirakan apa yang ada. diamati. Jika Anda menekan terlalu keras, arah dan posisi pemolesan dapat berubah dan muncul garis-garis yang tidak beraturan.
Fotografi digunakan untuk memperoleh gambar struktur mikro suatu spesimen setelah difokuskan dengan mikroskop.
Diagram Alir Penelitian
Tempat penelitian
Alat dan Bahan
Proses Pengujian
Benda uji yang dipanaskan kemudian didinginkan hingga suhu yang ditentukan (300, 350 dan 400°C) dengan media air garam dan ditahan selama 30 menit. Uji kekerasan yang digunakan adalah uji kekerasan Vickers, Vickers Hardness Tester berfungsi untuk mengetahui kekerasan material setelah proses quenching. Pengujian ini juga dilakukan terhadap 4 sampel, sampel pertama tidak mendapat perlakuan panas austempering, sampel kedua mendapat perlakuan panas austempering pada suhu 300°C, kemudian sampel ketiga 350°C dan sampel keempat 400°C dengan suhu 300°C. durasi 30 menit.
Spesifikasi Bahan Yang Diuji
Bahan uji terdiri dari 4 bahan, proses austempering pada masing-masing bahan uji dilakukan dengan temperatur austempering yang bervariasi. Sedangkan bahan uji 2, 3 dan 4 mendapat perlakuan panas austempering dengan variasi suhu austempering untuk bahan 2 sebesar 300 0C, bahan uji 3 sebesar 350 0C sedangkan bahan uji 4 sebesar 400 0C. Tujuan dilakukannya proses austempering dengan variasi temperatur austempering yang berbeda adalah untuk mengetahui hubungan antara variasi temperatur austempering dengan kekerasan bahan uji.
Hasil Pengujian Kekerasan
Setelah bekas potongan benar-benar rata, pengujian dilakukan pada satu sisi pada 3 titik pengujian dan masing-masing titik berjarak 150 mikron. Jika dilihat pada grafik, perubahan suhu austempering heat treatment sangat mempengaruhi kekerasan permukaan benda uji. Benda uji pertama atau bahan dasar yang tidak mendapat perlakuan panas austempering nilai kekerasannya hanya mencapai 144, sedangkan untuk benda uji ke 2 yang mendapat perlakuan panas austempering nilai kekerasannya turun menjadi 127,4 dan terus menurun sesuai suhu austempering. .
Hasil Pengujian Struktur Mikro
Kesimpulan
Saran
